桥梁混凝土构造物的外观质量控制

【摘 要】 本文针对桥梁混凝土构造物外观质量缺陷产生的成因,进行分析和总结,提出了相应的预防和解决处理措施,可供在桥梁工程施工中参考借鉴.

【关 键 词 】 桥梁工程 混凝土 外观缺陷 质量控制

随着科学技术的快速发展以及施工经验的积累与丰富,特别是高等级公路建设中新技术、新材料、新工艺、新装备的大量使用,人们除了关注混凝土构造物的内在质量,有比较成熟的质量控制标准外,对构造物的环保和美观提出了更高、更严格的要求.施工单位应将混凝土的外观质量控制摆在十分重要的位置,将混凝土的外观质量作为树立企业形象和创精品工程的重要环节来抓.笔者根据自身多年来从事工程项目管理的工作经历,对桥梁工程混凝土外观质量缺陷产生的原因进行分析与总结,并提出对常见缺陷的处理方法.

1.桥梁结构物混凝土外观缺陷的种类与出现的部位

1.1 外观缺陷的种类

桥梁结构物混凝土外观经常会出现蜂窝麻面、鱼鳞纹斑痕、冷缝、气泡、砂线、色差等几种常见的缺陷,这些缺陷虽然不影响结构物的内在质量和正常使用,但一旦出现,就会破坏结构物的外表美观,也影响了结构物的整体质量.

1.2 各种外观缺陷常出现的部位

（1）蜂窝麻面

蜂窝麻面经常出现在桥梁工程的立柱、墩台帽,涵洞、通道、墙身的底部,现浇箱梁的倒角处,后张法预应力混凝土结构物锚垫板处,钢筋、预应力筋的波纹管比较密集处.

（2）鱼鳞纹斑痕和云彩式花斑

鱼鳞纹斑痕外观缺陷主要集中出现在桥梁的立柱、墩台帽的侧面,预制箱梁的底板和肋板交接处,预制T梁马蹄以上的侧面,箱涵和通道的两侧墙、翼墙处；云彩式花斑经常在现浇箱梁、悬浇箱梁的底面和侧面、预制组合箱梁的侧面靠下部位出现.

（3）冷缝

冷缝主要出现在现浇箱梁和悬浇箱梁的侧面,预制组合箱梁的梁肋部位,以及浇筑时间相对较长的箱通的箱身或盖板涵的涵身上.

（4）气泡与砂线

气泡在结构物的表面经常出现,数量时多时少,体积忽大忽小；砂线常出现在模板接缝处及构件的表面.

（5）色差

色差主要是指混凝土表面相邻部分在颜色上存在较大的差别,外观有云彩或夹层的缺陷.主要出现在需分层浇筑或大型混凝土结构物表面.

2.各种缺陷产生的主要原因

2.1 蜂窝麻面产生的原因

（1）模板底部有空隙,浇筑时有漏浆现象.

（2）混凝土拌和时第一盘未适当增加砂浆对拌合机进行刷膛,造成第一盘混凝土中砂浆偏少.

（3）混凝土配合比设计不当或未按施工配合比准确计量,如砂率选择偏低,粗集料粒径选择偏大或施工时砂、石计量不精确.

（4）混凝土的拌和时间较短或浇筑运输过程中产生离析.

（5）振捣不密实,下料不当或下料与振捣配合不默契,混凝土浇筑顺序不正确.

2.2 冷缝产生的原因

（1）在混凝土配合比设计时选用的外加剂不当,缓凝时间选择不合理.

（2）浇筑时采用的分层方式不当或分层时前后层浇筑的时间间隔过长,浇筑混凝土与后台混凝土拌和相互衔接不好或在浇筑前准备工作不充分.

（3）振捣的方法不正确,没有采用二次复振.

2.3 气泡和砂线产生的原因

产生气泡的主要原因与外加剂的选用、振捣设备及振捣时间、配合比设计、混凝土结构物的浇筑部位有关；产生砂线的主要原因是模板拼缝不严密,浇筑时产生漏浆,水泥用量不足,集料的级配不良和混凝土的坍落度过大引起的.

2.4 鱼鳞纹斑痕和云彩式花斑产生的原因

（1）配合比设计不当.

（2）混凝土浇筑过程中坍落度控制不准,忽大忽小,混凝土忽干忽稀.

（3）混凝土浇筑运输过程中产生离析,振捣时时间控制不好,有过振的现象.

（4）浇筑顺序、振捣方法及振捣工人的素质等造成施工工艺偏差.

（5）模板脱模剂涂刷不均匀或脱模剂有色差或模板清理不干净.

3.控制外观缺陷产生的措施

混凝土的外观质量与混凝土配合比及原材料的品种质量息息相关,因此必须严格掌握混凝土配合比,主要控制以下几个环节：

（1）合理选用水泥标号和水泥用量：在配合比设计中,使水泥标号与混凝土设计强度等级之比控制在1.2～1.8之间,根据不同标号的混凝土选择相应的水泥标号.水泥用量多,光面效果自然就好,水泥用量一般不宜少于300kg/m3,以改善混凝土的和易性,增加混凝土的光洁度.

（2）水的用量：在拌和物中如用水量多,坍落度过大,由于大模板不能吸收水分,则水分蒸发后在混凝土表面留下较多气孔,因此,应严格控制水灰比和坍落度.为减少用水量,同时满足和易性的要求,掺加减水剂是一种较好的措施.

（3）骨料选择：混合料级配不恰当时空隙率大,造成混凝土不密实,容易形成蜂窝麻面.

（4）砂的用量：砂率过小时,骨料偏粗,混合料保水性差,泌水性大,在混凝土表面形成鱼鳞纹.

（5）水泥选择：矿渣硅酸盐水泥泌水性大,而硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥泌水性较小,因此建议优先选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥（简称普通水泥）.

（6）正确使用外加剂：混凝土中掺用的外加剂应按相关标准检测合格后,在施工中按推荐掺量正确使用.粉状外加剂要保持干燥状态,防止受潮结块.

根据施工中常出现的外观缺陷,必须针对所产生的原因进行有效控制,以下介绍在施工中常采用的处理措施.

3.1 克服蜂窝麻面的措施

（1）在原混凝土表面立模时采取坐浆立模,模板立好后应认真检查,发现有空隙采用1：3的砂浆或海绵条在模板外侧堵塞空隙.侧模与底模之间有空隙时,采用玻璃胶封堵空隙. （2）混凝土拌和的第一盘,按配合比中灰砂比及水灰比不变的原则增加10%～15%的砂浆.

（3）混凝土在拌和机内搅拌均匀后再出料,避免运输浇筑过程中混凝土的离析.如发现在运输过程中混凝土离析,要重新拌和均匀后再入模.被浇构件的垂直高度过高时要采用串筒浇筑,串筒的底口距离浇筑混凝土面小于2m.

（4）布料人员与振捣人员配合要默契,做到随时布料随时振捣.布料的厚度不能太厚,一般小于30cm,但在钢筋及波纹管密集处其下料厚度不超过20cm.在钢筋密集的地方振捣时,要用插扦随时将上层钢筋上或波纹管之间残留的石子拨开,以便下料畅通.混凝土的浇筑顺序要安排适当,要合理制定施工工艺,如浇筑梁端锚垫板处时,要距其水平距离1.5m左右开始向端部方向均匀下料,随时注意观察混凝土振捣密实情况.振捣时必须挑选有经验、有技能的工人振捣混凝土,混凝土振捣适度的标准是：振捣混凝土时不再有显著沉降,不出现大量的气泡向上溢出,混凝土表面均匀,平整并已泛浆.

3.2 克服鱼鳞纹斑痕和云彩式花斑产生的措施

（1）混凝土运输过程中避免出现离析.

（2）严格控制混凝土的浇筑顺序、振捣方法,大部分产生的鱼鳞纹斑痕的现象是由混凝土的浇筑顺序及振捣方法不当造成的,浇筑预制组合箱梁、现浇箱梁应先浇筑底板再浇筑梁肋,必须严格控制上、下层混凝土的浇注时间间隔,在浇筑梁肋时不出现涌箱现象为宜.同时浇筑梁肋时第一层下料不宜太厚,一般厚度在25cm左右,若梁肋的断面大而高,底板浇后在梁底板与肋板的交接导角处要设30～40cm宽的压板处理以防涌箱现象,否则就会出现鱼鳞纹斑痕现象,严重时会出现梁肋底部及导角处混凝土浇空的现象.应控制振捣时间,过分的振捣会造成鱼鳞纹斑痕的现象,因过分的振捣造成混凝土的离析和泌水,粗集料下沉,砂浆上浮.施工时要挑选专门的混凝土振捣人员,注意振捣的效果,提高操作工人的技能.

（3）脱模剂涂刷均匀,不得漏刷.脱模剂选择轻机油比较好,不能用废机油.立模时要将模板清理干净,便模板内侧面无任何杂物、斑点.

（4）严格控制浇筑混凝土的坍落度,混凝土坍落度的波动控制在±20mm的范围内（低坍落度设计的控制在±10mm）

3.3 克服冷缝的措施

（1）混凝土配合比设计时根据施工季节及工艺选择外加剂,如缓凝剂,其缓凝时间的长短要根据构件浇筑所需的时间、气温、混凝土的坍落度损失、施工工艺等方面综合考虑.测定混凝土凝结进展到贯入阻力1.5MPa时所需的时间（测定时环境尽量模拟实际浇筑时的环境）,该时间一定要满足施工中前后层浇筑间隔时间,使浇筑第二层混凝土时第一层混凝土的凝结进展到贯入阻力1.5MPa以前,否则易形成冷缝.

（2）混凝土振捣时,震动棒要快速插入混凝土底部,并应插入下层混凝土10cm,震捣密实后慢慢拔起,尽量避免冷缝及分层线的产生.

3.4 克服气泡和砂线的措施

减少结构表面气泡的生成,应着重从如下几方面考虑：

（1）尽量采用表面光滑的模板,脱模剂不可太粘以免滞留或粘住水和气泡.

（2）加料时,每层铺设厚度不能太厚,根据浇筑部位一般在20～30cm,如防撞护栏内侧斜角处,分二层布料振捣,可以减少斜角处的表面气泡.

（3）振捣棒的震动间距、时间掌握适当,振捣的顺序不当也易产生气泡,振捣时要首先在靠近模板5～10cm左右一侧振捣（不能接触到模板）,使气泡向构件中间涌.振捣时震动棒要快插慢拔,上下抽动,促使砂浆移向模板,有利于减少气泡数量与大小.

减少砂线出现主要以下几方面考虑：

（1）模板的拼缝处要严密,有小缝时要用玻璃胶填塞.

（2）在配合比设计时,在满足强度条件下,合理选取水泥的品种及水泥用量,如立柱、墩台帽采用普通方法浇筑时,宜控制在50～70mm；采用泵送混凝土时,宜控制在120～140mm,同时要特别注意混凝土的保水性能.

（3）砂、石原材料的级配要符合要求,如细集料中0.3mm以下颗粒含量相对较少时容易出现砂线.

4.混凝土外观缺陷的处理

对于公路构造物的外观,一般是不允许装饰外表的,但由于各种原因,混凝土出现了外观缺陷,特别是出现较多的蜂窝、麻面、气泡、砂线、冷缝等,所以进行人工修补是必要的,一定程度上能够弥补因缺陷而造成对构造物外观的影响.

（1）麻面的修饰,在修饰前,先用稀草酸溶液清除表面脱模剂的油脂,然后用清水冲洗干净,让其表面湿透.修补时采用的水泥品种与原混凝土中水泥一致,水泥用黑白水泥为5：5～7：3进行调色,使修补后颜色基本一致,调色前应在构件上抹一块面积大约为15×15cm,2d后观察颜色是否一致,若一致方可进行修饰.将砂浆用刮刀大力压麻点内,即压即刮平,然后用干净的干布擦清表面粉尘,随后进行养护24h左右后用细砂纸打磨.

（2）蜂窝的修饰,在修饰前凿除蜂窝状松散薄弱的部分,用清水冲洗干净,并保持充分湿润.在蜂窝处涂刷一层素水泥浆,以增强新旧混凝土的粘结能力.然后用比构件高一等级标号的细石膨胀混凝土进行修补.修补时将混凝土捣密实,混凝土硬化后（一般24h左右）,再按麻面的修饰方法进行外表修饰.

（3）砂线、气泡、冷缝可参考麻面的方法进行外表修饰,但冷缝处要用粗砂轮首先磨毛后再进行外表修饰.

5.桥梁施工中需注意的几个细节

混凝土结构物外观质量问题除了上述几种常见的主要情况外,施工中因细节控制方面的不够精细,仍会出现其他问题,对混凝土外观质量造成重要影响.除上述预防和解决措施外,还应注意以下几个环节：

（1）加强测量控制,提高精度,保证构造物具有较好的线形、轮廓.

（2）模板由支架支撑的,支架必须具有足够的承载力、刚度,支架地基稳固.

（3）加强养生,且使用洁净的水源,避免人为污染混凝土表面.

（4）加强宣传教育,全员参与质量行动,提高质量管理意识.

（5）加强施工工艺的编制,做好技术交底工作,加强外业检查指导力度,对成熟工艺认真总结.

6.结语

影响桥梁混凝土构造物外观质量的因素有诸多方面,包括原材料差异、模板表面光洁度、模板支撑强度、配合比是否科学合理、养护是否到位等,要想达到完善的外观质量确实是有一定的难度.在桥梁工程施工中,监理工程师应和施工单位技术人员一道,以预防为主,对施工中出现的外观质量问题要不断总结经验教训,进行认真的研究分析和总结,遵循混凝土施工的基本原则,始终做到在施工前对应注意的关键环节进行充分的交底,在施工中加强过程控制,施工后及时选择合适的修补方案,才能保证混凝土外观质量.